CN1709553A - 氨基酸类离子液体用于酸性气体吸收 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及氨基酸类离子液体用于酸性气体吸收。该离子液体的阴离子为氨基酸、氨基酸衍生物、或类似氨基酸结构离子，对离子为咪唑类阳离子、膦类阳离子、胍类阳离子、胺类阳离子、铵盐阳离子等，经浸渍工艺负载到硅胶等多孔固体上可以作为二氧化碳、二氧化硫等酸性气体(如烟道气、机动车尾气等)的吸收剂。

Description

氨基酸类离子液体用于酸性气体吸收
技术领域：本发明涉及氨基酸类离子液体用于酸性气体吸收。
背景技术：
酸性气体的吸收是化学工业中常见的问题。如开采的天然气中一般含有一定比例的二氧化碳气体，这些二氧化碳气体如果不被预先除去的话，显然会降低燃烧效率，增加管道传输的成本。城市的燃油机械车辆，每天也会排放出大量的酸性气体，如二氧化碳，二氧化硫，硫化氢等。这些气体或者是温室效应的源泉，或者直接污染了大气，为城镇居民的健康造成了危害。
离子液体由阴离子和阳离子组成，是一种新兴的溶剂和反应介质。由于其不挥发、结构可设计等独特的物理化学性质，离子液体在萃取分离、催化反应等领域的应用前景广阔，有望在21世纪取代易挥发对环境有害的传统有机溶剂。美国的Brennecke教授研究了不同气体如甲烷，乙烯，氮气，二氧化碳气体等在离子液体中的溶解度，根据各种气体在离子液体中的溶解度差异，发现离子液体可以被用于天然气中二氧化碳的分离。
离子液体的阴离子和阳离子都可以在结构上通过接上官能团使该离子液体具有特定的功能性。美国的James教授通过将离子液体的阳离子设计添加一个NH2-，从而使之成为吸收二氧化碳的功能化离子液体。中国科学院化学所的韩布兴教授设计了新型的乳酸胍型离子液体，经过研究发现，该类离子液体对二氧化硫气体具有良好的吸收作用。以上研究均表明，离子液体在酸性气体吸收方面，有着极大的研究和开发潜力。
在很多有机化合物中，都带有NH2-结构，最常见的就是氨基酸、氨基酸衍生物以及类似氨基酸结构的化合物。带有氨基酸结构的离子液体，显然可以用来吸收酸性气体。
发明内容
本发明涉及氨基酸类功能化离子液体在酸性气体吸收方面的应用。
本发明中使用的离子液体可以是由一种阳离子和一种阴离子、或几种阳离子和几种阴离子构成的、在373.15K以下呈液态的任意离子化合物或混合物；其中氨基酸或者氨基酸衍生物阴离子的对离子为咪唑类阳离子、膦类阳离子、胍类阳离子、胺类阳离子、铵盐阳离子等，但不限于上述阳离子。以上离子液体的结构式可举例如下：
[emim][gly]：1-乙基-3-甲基甘氨酸咪唑盐
[P(C4H9)4][gly]：甘氨酸四丁基膦盐
[P(C4H9)4][Ala]：丙氨酸四丁基膦盐
[N(C4H9)4][Ala]：丙氨酸四丁基铵盐
将干燥的上述离子液体溶解于少量易挥发有机溶剂如无水乙醇，与多孔类物质如硅胶混合，蒸发除去溶剂后在真空条件下继续加热干燥48小时。常压常温在纯酸性气体如二氧化碳或者酸性气体与其它气体的混合物如二氧化碳气体与乙烯或者甲烷的混合气体中进行二氧化碳的吸收。吸收饱和后真空或者轻微加热条件下即可除去吸附的二氧化碳，循环使用。
具体实施方式：
本发明用以下实施例说明，但本发明并不限于下述实施例，在不脱离前后所述宗旨的范围下，变化实施都包含在本发明的技术范围内。
实施例1
将1摩尔[emim][gly]溶解于少量无水乙醇，与4摩尔多孔硅胶混合，在70℃蒸发除去溶剂。在80℃真空条件下继续干燥48小时。常压常温在二氧化碳气氛下进行二氧化碳气体的吸收，半小时即可吸收0.5摩尔的二氧化碳气体。
实施例2
将1摩尔[P(C4H9)4][gly]溶解于少量无水乙醇，与4摩尔多孔硅胶混合，在70℃蒸发除去溶剂。在80℃真空条件下继续干燥48小时。常压常温在二氧化碳气氛下进行二氧化碳气体的吸收，半小时即可吸收0.5摩尔的二氧化碳气体。
实施例3
将1摩尔[P(C4H9)4][Ala]溶解于少量无水乙醇，与4摩尔多孔硅胶混合，在70℃蒸发除去溶剂。在80℃真空条件下继续干燥48小时。常压常温在二氧化碳气氛下进行二氧化碳气体的吸收，半小时即可吸收0.5摩尔的二氧化碳气体。
实施例4
将1摩尔[bmim][Ala]溶解于少量无水乙醇，与4摩尔多孔硅胶混合，在70℃蒸发除去溶剂。在80℃真空条件下继续干燥48小时。常压常温在二氧化碳气氛下进行二氧化碳气体的吸收，半小时即可吸收0.5摩尔的二氧化碳气体。
实施例5
将1摩尔[N(C4H9)4][Ala]溶解于少量无水乙醇，与4摩尔多孔硅胶混合，在70℃蒸发除去溶剂。在80℃真空条件下继续干燥48小时。常压常温在二氧化碳气氛下进行二氧化碳气体的吸收，半小时即可吸收0.5摩尔的二氧化碳气体。

Claims (8)

1.氨基酸类离子液体应用于酸性气体的吸收，其特征是离子液体的阴离子或阳离子为氨基酸、氨基酸衍生物、或类似氨基酸结构离子，该种离子液体可以用于二氧化碳、二氧化硫等酸性气体的吸收。
2.根据权利要求1所述，采用的氨基酸离子结构为氨基酸、氨基酸衍生物、类似氨基酸结构的化合物。
3.根据权利要求1所述，所使用的离子液体是由一种阴离子和一种阳离子或者几种阴离子和几种阳离子构成的任意离子化合物或者混合物，其中氨基酸或者氨基酸衍生物离子的对离子为咪唑类阳离子、膦类阳离子、胍类阳离子、胺类阳离子、铵盐阳离子等，但不限于上述阳离子。
4.根据权利要求1所述，该氨基酸离子液体可以用来吸收二氧化碳、二氧化硫、硫化氢等酸性气体。
5.根据权利要求1所述，该氨基酸类离子液体吸收酸性气体的温度在223K与473K之间。
6.根据权利要求1所述，该氨基酸类离子液体吸收酸性气体的压力范围在100大气压以内。
7.根据权利要求1所述，该氨基酸类离子液体吸收酸性气体为酸性气体与其它气体的混合气体(如烟道气、机动车尾气、天然气等)或纯酸性气体。
8.根据权利要求1所述，该氨基酸类离子液体可以以负载在其它多孔固体上的形式吸收酸性气体，也可以以纯液态或纯固态形式吸收酸性气体。
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